DE69931214T2 - D / A converter and switched capacity image display control circuit - Google Patents
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Description
Hintergrund der Erfindungbackground the invention
Bereich der Erfindung:Field of the invention:
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen SC-Filter (switched capacitor filter), und insbesondere auf einen SC-Filter mit einer Offset-Unterdrückungsfunktion. Die vorliegende Erfindung bezieht sich des Weiteren auf einen Bildschirmtreiber, der den SC-Filter aufweist.The The present invention relates to an SC filter (switched capacitor filter), and more particularly to an SC filter with a Offset canceling function. The present invention further relates to a display driver which having the SC filter.
Beschreibung des Standes der Technik:Description of the state of the technique:
Ein LCD-Bildschirm (LCD – liquid crystal display) mit Dünnschichttransistoren (TFT – thin film transistors), die in einer Matrix (TFT-LCD) angeordnet sind, ist derzeit notwendig, um eine hohe Auflösung, einen großen Betrachtungswinkelbereich und eine Multigradation zur Verwendung in einem Monitor zu erreichen.One LCD screen (LCD - liquid crystal display) with thin-film transistors (TFT - thin film transistors), which are arranged in a matrix (TFT-LCD), is currently necessary to a high resolution, a wide viewing angle range and to achieve multigradation for use in a monitor.
Ein LCD-Bildschirmtreiber zur Spannungsversorgung, um einen Flüssigkristall, wie den TFT-LCD zu steuern, ist dementsprechend notwendig, um eine hochgenaue Ausgangsspannung, einen Spannungsbereich von 10–20 Volt und eine Ausgabedauer von ungefähr 12–15 μs zu erreichen. Das Dokument US-A-5453 757 offenbart einen D/A-Wandler von der Art eines geschalteten Kondensators mit verringertem Stromverbrauch und einer Offset-Unterdrückungsfunktion.One LCD display driver for powering a liquid crystal, How to control the TFT-LCD is accordingly necessary to a high-precision output voltage, a voltage range of 10-20 volts and an output duration of about 12-15 μs to reach. The document US-A-5453 757 discloses a switched type D / A converter Capacitor with reduced power consumption and an offset suppression function.
Wie
in
Die
Arbeitsweisen des herkömmlichen D/A-Wandlers
von der Art eines geschalteten Kondensators mit einer Offset-Unterdrückungsfunktion wird
unten mit Bezug auf
Im
Anfangszustand (oder Ausgabemodus) wird SW1 auf L eingestellt, SW3
und SW5 werden auf AUS eingestellt, SW2 und SW4 werden auf EIN eingestellt,
und S1 bis Sn werden entweder auf den H-Status oder den L-Status
gemäß der digitalen
Eingangsdaten eingestellt. Wie später beschrieben wird, wird
die Ausgangsspannung Vo wie folgt dargestellt:
In dem, auf den Ausgabemodus folgenden Reset-Modus werden SW1 auf H, SW3 und SW5 auf EIN, SW2 und SW4 auf AUS und S1–Sn auf L eingestellt. Der D/A Wandler von der Art eines geschalteten Kondensators fungiert in diesem Modus als ein Spannungsfolger, und eine Spannung von Vr + ΔVos (ΔVos ist eine Offset-Spannung des Verstärkers A1) taucht am Punkt a in dem Schaltkreis auf. Daher wird die Spannung Vr + ΔVos an den Anschlüssen der Eingangskondensatoren C0–Cn und des Ausgangskondensators Cc an einer Seite angelegt, mit der der Punkt a verbunden ist. Vr wird ebenfalls an weiteren Anschlüssen der Eingangskondensatoren C0–Cn und des Ausgangskondensators Cc angelegt.In the reset mode following the output mode, SW1 is set to H, SW3 and SW5 are ON, SW2 and SW4 are OFF, and S1-Sn is set to L. Of the D / A converter of the type of a switched capacitor acts in this mode as a voltage follower, and a voltage of Vr + ΔVos (ΔVos is a Offset voltage of the amplifier A1) appears at point a in the circuit. Hence the tension Vr + ΔVos at the connections the input capacitors C0-Cn and the output capacitor Cc applied to one side, with the the point a is connected. Vr will also be at other terminals of the Input capacitors C0-Cn and of the output capacitor Cc applied.
Daher
werden die folgenden Ladungen in den Eingangskondensatoren C0–Cn und
in dem Ausgangskondensator Cc akkumuliert:
In dem, auf den Reset-Modus folgenden Ausgabemodus werden SW1 auf L, SW3 und SW5 auf AUS, SW2 und SW4 auf EIN und S1–Sn auf H oder L gemäß der digitalen Eingangsdaten eingestellt.In the output mode following the reset mode will be SW1 to L, SW3 and SW5 to OFF, SW2 and SW4 to ON and S1-Sn to H or L according to the digital Input data set.
In
diesem Ausgabemodus werden die folgenden Ladungen in den Eingangskondensatoren C0–Cn und
in dem Ausgangskondensator Cc akkumuliert:
Der D/A Wandler von der Art eines geschalteten Kondensators mit Offset-Unterdrückungsfunktion, die nicht von der Offset-Spannung ΔVos des Operationsverstärkers A1 betroffen ist, kann mit der oben genannten Operation konfiguriert werden.Of the D / A converter of the switched capacitor type with offset suppression function, not from the offset voltage ΔVos of the operational amplifier A1 affected can be configured with the above operation become.
Bei dem oben erwähnten Stand der Technik handelt es sich um einen Schaltkreis, der den Wunsch nach dem hochgenauen Ausgang neben den Anforderungen an einen Source-Treiber für TFT-LCD erfüllt. Es wird ein Schaltkreis erwünscht, der ausserdem den Wunsch nach Erzielung eines Ausgangsspannungsbereichs von 10–20 Volt, sowie gleichzeitig den Wunsch nach Erzielung einer Ausgabedauer von ungefähr 12–15 μm erfüllt.at the above mentioned The prior art is a circuit that has the desire after the high-precision output in addition to the requirements for a source driver for TFT-LCD Fulfills. A circuit is desired which also the desire to achieve an output voltage range from 10-20 Volt, as well as the desire to achieve an output duration of about 12-15 μm met.
Wenn
der Wunsch nach Erzielung des Ausgangsspanungsbereichs von 10–20 Volt
erfüllt
ist, gibt es im Stand der Technik jedoch einen großen Unterschied
zwischen der Ausgangsspannung (Vr + ΔVos), die als Spannungsfolger
in der letzten Stufe des Reset-Modus
von dem Schaltkreis ausgegeben wird, und der Ausgangsspannung Vo,
die in der ersten Stufe im Reset-Modus die letzte Spannung in dem
letzten Ausgabemodus ist. Daher ist eine Dauer von mindestens ((Vo – (Vr + ΔVos))/β) (μ/s) notwendig,
bis die Ausgangsspannung nach dem Eintritt in den Reset-Modus bei
(Vr + ΔVos)
stabilisiert wird, wenn eine Anstiegsgeschwindigkeit des Operationsverstärkers A1 β(V/μs) ist.
Um
den oben erwähnten
Nachteil im Stand der Technik zu lösen, wird die Reset-Dauer verkürzt, indem
ein durch den Operationsverstärker
fließender Strom
nur in der Reset-Dauer verlängert
wird, wodurch die Anstiegsgeschwindigkeit (slew rate) des Opera tionsverstärkers in
der Reset-Dauer erhöht wird.
Durch einen solchen Ansatz kann gegenwärtig eine Reset-Dauer von 2–3 μs realisiert
werden. Der oben erwähnte
Ansatz enthält
jedoch die folgenden Nachteile:
der Stromverbrauch steigt an;
der
Operationsverstärker
muss erneut konstruiert werden; und
der Schaltumfang des Operationsverstärkers wird groß und ein
Layoutbereich davon vergrößert sich. Eine
Weiterentwicklung der hohen Auflösung
und des großen
Bildschirmbereichs wird die gegenwärtige Ausgabedauer von 12–15 μs verringern,
und dementsprechend wird eine weitere Verringerung der Reset-Dauer
notwendig sein.In order to solve the above-mentioned drawback in the prior art, the reset duration is shortened by prolonging a current flowing through the operational amplifier only in the reset period, thereby increasing the slew rate of the operational amplifier in the reset duration is increased. By such an approach, a reset duration of 2-3 μs can currently be realized. However, the above-mentioned approach has the following disadvantages:
the power consumption increases;
the operational amplifier must be redesigned; and
the switching amount of the operational amplifier becomes large and a layout area thereof increases. Further development of the high resolution and large screen area will reduce the current output duration of 12-15 μs, and accordingly a further reduction of the reset duration will be necessary.
Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention
Um die zuvor erwähnten Nachteile zu vermeiden, wurde die vorliegende Erfindung entwickelt, und hat dementsprechend die Aufgabe, einen D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators mit einer Offset-Unterdrückungsfunktion zu bieten, der die Reset-Dauer verkürzen kann, ohne dabei den Schaltumfang zu vergrößern.Around the aforementioned To avoid disadvantages, the present invention has been developed, and has accordingly the task of a D / A converter in the manner of a switched capacitor with an offset suppression function to provide the reset duration shorten can, without enlarging the Schaltumfang extent.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bildschirmtreiber zu bieten, der einen solchen D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators aufweist.It Another object of the present invention is a display driver to offer such a D / A converter in the manner of a switched Has capacitor.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt es einen D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators, der Folgendes aufweist: einen Operationsverstärker; eine Vielzahl von Kondensatoren; eine Vielzahl von ersten Schaltern, die alternativ die Verbindung ändern können, abhängig davon, ob der D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators sich im Ausgabemodus oder im Reset-Modus befindet, so dass der D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators eine Offset-Unterdrückungsfunktion realisiert; eine Spannungsquelle; und einen zweiten Schalter zur direkten Verbindung eines Ausgangs des Ope rationsverstärkers mit der Spannungsquelle zu Beginn des Reset-Modus.According to one In the first aspect of the present invention, there is a D / A converter like a switched capacitor, comprising: an operational amplifier; a plurality of capacitors; a variety of first switches that alternatively change the connection can, dependent of whether the D / A converter in the manner of a switched capacitor is in output mode or in reset mode, leaving the D / A converter in the manner of a switched capacitor, an offset suppression function realized; a voltage source; and a second switch for direct connection of an output of the operational amplifier with the voltage source at the beginning of the reset mode.
Der D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators kann gemäß dem ersten Aspekt ein Vielzahlset aus der Spannungsquelle und der zweiten Schaltung, und des Weiteren Folgendes aufweisen: Erfassungsvorrichtungen zur Erfassung einer Ausgangsspannung des Wandlers; sowie Auswahlvorrichtungen, die basierend auf der erfassten Ausgangsspannung, jeden der zweiten Schalter dazu bringen, den Ausgang des Operationsverstärkers zu Beginn des Reset-Modus mit einer entsprechenden Spannungsquelle zu verbinden.Of the D / A converter in the manner of a switched capacitor can according to the first Aspect a plurality set of the voltage source and the second circuit, and further comprising: detection devices for Detecting an output voltage of the converter; and selection devices, based on the detected output voltage, each of the second Bring switch to the output of the operational amplifier Start of reset mode with a corresponding voltage source connect to.
Die Erfassungsvorrichtungen können die Ausgangsspannung durch Erfassung der digitalen Eingangsdaten erfassen.The Detection devices can the output voltage by acquisition of the digital input data to capture.
Der D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators kann gemäß dem ersten Aspekt des Weiteren aufweisen: Erfassungsvorrichtungen zur Erfassung einer Ausgangsspannung; und Sperrvorrichtungen, die basierend auf der erfassten Ausgangsspannung den zweiten Schalter daran hindern, den Ausgang des Operationsverstärkers zu Beginn des Reset-Modus mit der Spannungsquelle zu verbinden.Of the D / A converter in the manner of a switched capacitor can according to the first Aspect further comprise: detection devices for detection an output voltage; and locking devices based on the detected output voltage prevent the second switch, the Output of the operational amplifier to connect to the voltage source at the beginning of the reset mode.
Die Erfassungsvorrichtungen können die Ausgangsspannung durch Erfassung der digitalen Eingangsdaten erfassen.The Detection devices can the output voltage by acquisition of the digital input data to capture.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt es einen SC-Filter, der Folgendes aufweist: einen Operationsverstärker; eine Vielzahl von Kondensatoren; eine Vielzahl von ersten Schaltungen, die alternativ die Verbindung derer ändern, abhängig davon, ob der Filter sich in einem Ausgabemodus oder in einem Reset-Modus befindet, so dass der D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators eine Offset-Unterdrückungsfunktion realisiert; eine Spannungsquelle; und einen zweiten Schalter zur direkten Verbindung eines Ausgangs des Operationsverstärkers mit der Spannungsquelle zu Beginn des Reset-Modus.According to one second aspect of the present invention, there is an SC filter, comprising: an operational amplifier; a plurality of capacitors; a variety of first circuits, alternatively the connection change, depending on whether the filter is in an output mode or in a reset mode is located so that the D / A converter in the manner of a switched capacitor an offset suppression function realized; a voltage source; and a second switch for direct connection of an output of the operational amplifier with the voltage source at the beginning of the reset mode.
Der D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators kann gemäß dem zweiten Aspekt ein Vielzahlset aus der Spannungsquelle und des zweiten Schalters, sowie des Weiteren Folgendes aufweisen: Erfassungsvorrichtungen zur Erfassung einer Ausgangsspannung des D/A-Wandlers nach Art eines geschalteten Kondensators; sowie Auswahlvorrichtungen, die basierend auf der erfassten Ausgangsspannung jeden der zweiten Schalter dazu bringen, den Ausgang des Operationsverstärkers zu Beginn des Reset-Modus mit einer entsprechenden Spannungsquelle zu verbinden.Of the D / A converter in the manner of a switched capacitor can according to the second Aspect a plurality set of the voltage source and the second switch, and further comprising: detection devices for detecting an output voltage of the D / A converter in the manner of a switched capacitor; as well as selection devices based on the detected output voltage, make each of the second switches the output of the operational amplifier at the beginning of the reset mode to connect to a corresponding voltage source.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt es einen D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators, der Folgendes aufweist: einen Operationsverstärker; Eingangskondensatoren, von denen jeder einen Anschluss aufweist, der mit einem invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers verbunden ist; einen Ausgangskondensator, der einen Anschluss aufweist, der mit dem invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers verbunden ist; eine erste Spannungsquelle; eine zweite Spannungsquelle; eine dritte Spannungsquelle, die mit einem nicht-invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers verbunden ist; einen ersten Schalter, der einen Anschluss aufweist, der mit der zweiten Spannungsquelle verbunden ist; zweite Schalter, die jeden der Eingangskondensatoren mit der ersten Spannungsquelle oder einem anderen Anschluss des ersten Schalters verbinden; einen dritten Schalter, der den anderen Anschluss des ersten Schalters mit dem nichtinvertierenden Eingangsanschluss verbindet; einen vierten Schalter, der einen anderen Anschluss des Ausgangskondensators mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss oder mit einem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers verbindet; einen fünften Schalter, der den invertierenden Eingangsanschluss mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers verbindet; einen sechsten Schalter, der den Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers mit einem letzten Ausgangsanschluss verbindet; eine vierte Spannungsquelle; und einen siebten Schalter, der die vierte Spannungsquelle mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers verbindet.According to one Third aspect of the present invention, there is a D / A converter like a switched capacitor, comprising: an operational amplifier; Input capacitors, each having a terminal, the connected to an inverting input terminal of the operational amplifier is; an output capacitor having a terminal, the connected to the inverting input terminal of the operational amplifier is; a first voltage source; a second voltage source; a third voltage source connected to a non-inverting input terminal of the operational amplifier connected is; a first switch having a terminal, which is connected to the second voltage source; second switch, each of the input capacitors with the first voltage source or connect to another terminal of the first switch; one third switch, the other terminal of the first switch connects to the non-inverting input terminal; a fourth Switch that another terminal of the output capacitor with the non-inverting input terminal or with an output terminal of the operational amplifier links; a fifth Switch that connects the inverting input terminal to the output terminal of the operational amplifier links; a sixth switch connecting the output terminal of the operational amplifier connects to a last output port; a fourth voltage source; and a seventh switch connecting the fourth voltage source to the Output terminal of the operational amplifier connects.
In dem D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators gemäß dem dritten Aspekt, kann ausgeführt sein, dass der erste und sechste Schalter eingeschaltet sind, der dritte, fünfte und siebte Schalter ausgeschaltet sind, der weitere Anschluss des vierten Schalters mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkes verbunden ist, und der zweite Schalter eine Verbindung gemäß der digitalen Eingangsdaten in dem Ausgabemodus herstellt; der dritte und siebte Schalter werden eingeschaltet, der erste, fünfte und sechste Schalter werden ausgeschaltet, der andere Anschluss des vierten Schalters wird mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers verbunden, und der zweite Schalter stellt eine Verbindung zwischen den entsprechenden Eingangskondensatoren und dem einen Anschluss des dritten Schalters in dem, auf den Ausgabemodus folgenden, ersten Reset-Modus her; und der dritte und fünfte Schalter werden eingeschaltet, der erste, sechste und siebte Schalter werden ausgeschaltet, der weitere Anschluss des vierten Schalters wird mit dem nichtinvertierenden Eingangsanschluss verbunden, und die zweiten Schalter stellen eine Verbindung zwischen den entsprechenden Eingangskondensatoren und dem einen Anschluss des dritten Schalters in dem zweiten auf den ersten Reset-Modus folgenden Reset-Modus her.In the switched capacitor type D / A converter according to the third aspect, it can be configured that the first and sixth switches are turned on, the third, fifth and seventh switches are turned off, the further connection of the fourth switch to the output terminal of the Operational amplifiers connected, and the second Switch establishes a connection according to the digital input data in the output mode; the third and seventh switches are turned on, the first, fifth and sixth switches are turned off, the other terminal of the fourth switch is connected to the output terminal of the operational amplifier, and the second switch connects between the corresponding input capacitors and the one terminal of the third switch in the first reset mode following the output mode; and the third and fifth switches are turned on, the first, sixth and seventh switches are turned off, the further terminal of the fourth switch is connected to the non-inverting input terminal, and the second switches connect between the corresponding input capacitors and the one terminal of the third switch in the second reset mode following the first reset mode.
Der D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators kann gemäß dem dritten Aspekt ein Mehrfachset aus der vierten Spannungsquelle und des siebten Schalters, sowie des Weiteren Folgendes aufweisen: Erfassungsvorrichtungen zur Erfassung einer Ausgangsspannung des Wandlers; sowie Auswahlvorrichtungen, um basierend auf der erfassten Ausgabe, jeden der siebten Schalter dazu zu bringen, den Ausgang des Operationsverstärkers mit der entsprechenden vierten Spannungsquelle in dem ersten Reset-Modus zu verbinden.Of the D / A converter in the manner of a switched capacitor can according to the third Aspect a multiple set of the fourth voltage source and the seventh Switch, and further comprising: detection devices for detecting an output voltage of the converter; and selection devices, based on the detected output, each of the seventh switches to bring the output of the operational amplifier with the corresponding fourth voltage source in the first reset mode.
Die Erfassungsvorrichtungen können die Ausgangsspannung durch Erfassung der digitalen Eingangsdaten erfassen.The Detection devices can the output voltage by acquisition of the digital input data to capture.
Der D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators kann gemäß dem dritten Aspekt des Weiteren Folgendes aufweisen: Erfassungsvorrichtungen zur Erfassung einer Ausgangsspannung des Wandlers; und Sperrvorrichtungen, um basierend auf der erfassten Ausgangsspannung den ersten Reset-Modus zu sperren.Of the D / A converter in the manner of a switched capacitor can according to the third Aspect further comprising: detection devices for detecting an output voltage of the converter; and locking devices, based on the detected output voltage, the first reset mode to lock.
Die Erfassungsvorrichtungen können die Ausgangsspannung durch Erfassung der digitalen Eingangsdaten erfassen.The Detection devices can the output voltage by acquisition of the digital input data to capture.
Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt es einen Bildschirmtreiber, der den D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt aufweist.According to the fourth Aspect of the present invention, there is a display driver, the D / A converter in the manner of a switched capacitor according to the first or second aspect.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind anhand der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen davon erkennbar.Other Features and advantages of the invention will be apparent from the following description of the preferred embodiments recognizable.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenSummary the drawings
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgende detaillierte Erläuterung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen besser verstanden werden, in denen:The The present invention will become more apparent from the following detailed explanation be better understood with reference to the accompanying drawings, in which:
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformendetailed Description of the Preferred Embodiments
(ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM)(FIRST EMBODIMENT)
In
Die
Arbeitsweise des in
Der
Schaltkreis von
Die Ausgangsspannung Vo wird im Anfangszustand, ähnlich dem Stand der Technik, durch die Gleichung (1) dargestellt.The Output voltage Vo is in the initial state, similar to the prior art, represented by the equation (1).
Wenn ein Modus in einen auf den Anfangszustand folgenden ersten Reset-Modus versetzt wird, wird SW1 mit L verbunden, SW2–4 werden ausgeschaltet, SW5 und SW6 werden eingeschaltet, und S1–Sn werden mit L verbunden. Zu diesem Zeitpunkt wird die externe Steuerspannung Vex an den Ausgang des Operationsverstärkers A1 angelegt. Die Referenzspannung Vr wird an den Anschlüssen der Eingangskondensatoren C0–Cn auf einer Seite angelegt, mit der der invertierende Eingang des Operationsverstärkers nicht verbunden ist. Die Spannung an dem Punkt b wird zu Vex, weil die externe Steuerspannung Vex direkt angelegt wird. Andererseits unterscheidet sich die Spannung an dem Punkt a, der mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers A1 verbunden ist, kaum von der Spannung Vr in dem Ausgabemodus. Ein Strom von mehreren 100 μA fließt in die Ausgangsstufe des Operationsverstärkers A1, weil die externe Steuerspannung Vex an den Punkt b oder an den Ausgang des Operationsverstärkes A1 angelegt wird. Daher ändert sich der interne Zustand des Operationsverstärkers A1 schneller als die Anstiegsgeschwindigkeit des Operationsverstärkers. Der erste Reset-Modus benötigt dementsprechend nur eine sehr kurze Zeit (einige 10 ns).If a mode in a first reset mode following the initial state SW1 is connected to L, SW2-4 are switched off, SW5 and SW6 are turned on, and S1-Sn are connected to L. At this time, the external control voltage Vex is applied to the output of the operational amplifier A1 created. The reference voltage Vr is applied to the terminals of the input capacitors C0-Cn created on a page, with the inverting input of the operational amplifier not connected. The voltage at point b becomes Vex because the external control voltage Vex is applied directly. on the other hand the voltage differs at the point a, which coincides with the inverting one Input of the operational amplifier A1 is hardly connected to the voltage Vr in the output mode. A current of several 100 μA flows in the output stage of the operational amplifier A1, because the external Control voltage Vex to the point b or to the output of the operational amplifier A1 is created. Therefore changes the internal state of the operational amplifier A1 is faster than the Slew rate of the operational amplifier. The first reset mode needed accordingly only a very short time (some 10 ns).
Wenn ein Modus in einen zweiten, auf den ersten Reset-Modus folgenden, Reset-Modus versetzt wird, wird SW1 mit H verbunden, SW3 und SW5 werden eingeschaltet, und SW2, SW4 und SW6 werden ausgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt fungiert der D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators als Spannungsfolger, und die Punkte a und b werden miteinander kurzgeschlossen. Eine Spannung von Vr + ΔVos (wobei es sich bei ΔVos um die Offset-Spannung des Operationsverstärkers A1 handelt) wird an den Punkt a angelegt. Daher wird die Spannung von Vr + ΔVos an die Anschlüsse der Eingangskondensatoren C0–Cn und des Ausgangskondensators Cc an einer Seite angelegt, mit der der Punkt a verbunden ist. Die Spannung Vr wird an die Anschlüsse der Eingangskondensatoren C0–Cn und des Ausgangskondensators Cc auf der anderen Seite angelegt.If a mode in a second, following the first reset mode, Reset mode is set, SW1 will be connected to H, SW3 and SW5 will be switched on and SW2, SW4 and SW6 are switched off. To this Time acts the D / A converter in the manner of a switched capacitor as a voltage follower, and the points a and b are shorted together. A voltage of Vr + ΔVos (where ΔVos is the offset voltage of the operational amplifier A1) is applied to the Point a created. Therefore, the voltage of Vr + ΔVos becomes the connections the input capacitors C0-Cn and the output capacitor Cc applied to one side, with the the point a is connected. The voltage Vr is applied to the terminals of the Input capacitors C0-Cn and the output capacitor Cc on the other side.
Deswegen werden die durch Gleichung (2) dargestellten Ladungen in den Eingangskondensatoren C0–Cn und in dem Ausgangskondensator Cc akkumuliert.therefore become the charges represented by equation (2) in the input capacitors C0-Cn and accumulated in the output capacitor Cc.
Die für den zweiten Reset-Modus notwendige Dauer ist eine Dauer zwischen der Zeit, wenn der erste Reset-Modus abgeschlossen ist, und der Zeit, wenn die Spannung an dem Punkt a gemäß der Anstiegsgeschwindigkeit des Operationsverstärkers A1 bei Vr + ΔVos stabilisiert wird. Die für den zweiten Reset-Modus notwendige Dauer hängt von dem internen Zustand des Operationsverstärkers bei Abschluss des ersten Reset-Modus ab. Je näher der interne Betriebszustand des Operationsverstärkers an dem Zustand der Ausgabe von Vr als Spannungsfolger in dem zweiten Reset-Modus bei Abschluss des ersten Reset-Modus ist, desto kürzer kann die für den zweiten Reset-Modus notwendige Dauer gehalten werden. Daher ist die für den ersten Reset-Modus notwendige externe Steuerspannung Vex so festgelegt, dass sie die für den zweiten Reset-Modus notwendige Dauer auf das Kürzeste einstellt, wenn der Unterschied zwischen Vo und Vr im Anfangszustand am größten ist.The for the second reset mode necessary duration is a duration between the Time when the first reset mode is completed and the time when the voltage at the point a according to the slew rate of the operational amplifier A1 at Vr + ΔVos is stabilized. The for The duration required for the second reset mode depends on the internal state of the operational amplifier on completion of the first reset mode. The closer the internal operating state of the operational amplifier on the state of output of Vr as voltage follower in the second one Reset mode at Completion of the first reset mode is, the shorter it can be for the second Reset mode necessary duration are kept. So that's for the first one Reset mode necessary external control voltage Vex set so that she's the one for sets the second reset mode to the shortest possible duration, when the difference between Vo and Vr is greatest in the initial state.
Wenn ein Modus in den auf den zweiten Reset-Modus folgenden Ausgabemodus versetzt wird, wird SW1 mit L verbunden, SW2 und SW4 werden eingeschaltet, SW3, SW5 und SW6 werden ausgeschaltet, und S1–Sn werden gemäß den digitalen Daten mit H oder L verbunden.If a mode in the output mode following the second reset mode SW1 is connected to L, SW2 and SW4 are switched on, SW3, SW5 and SW6 are turned off, and S1-Sn are set according to the digital ones Data associated with H or L.
Die durch Gleichung (3) dargestellten Ladungen werden in den Eingangskondensatoren C0–Cn und in dem Ausgangskondensator Cc in dem Ausgabemodus akkumuliert, wobei Va die Spannung an dem Punkt a angibt. Wenn Vr an den nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers A1 angelegt wird, ergibt sich Va = Vr + ΔVos.The Charges represented by equation (3) appear in the input capacitors C0-Cn and is accumulated in the output capacitor Cc in the output mode, wherein Va indicates the voltage at the point a. If Vr to the non-inverting Input of the operational amplifier A1 is applied, Va = Vr + ΔVos.
Die rechte Seite von Gleichung (2) und (3) ist gleich, weil die Ladungen in den zweiten Reset-Modi und in den Ausgabemodi reserviert sind. Gleichung (1) wird hergeleitet, indem die die Gleichungen (2) und (3) verbindende Gleichung mit Bezug auf Vo gelöst wird, während Va = Vr + ΔVos ersetzt wird.The right side of equation (2) and (3) is the same because the charges reserved in the second reset modes and in the output modes. Equation (1) is derived by applying the equations (2) and (3) is solved with respect to Vo, while Va = Vr + ΔVos becomes.
Der D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators mit Offset-Unterdrückungsfunktion, die durch die Offset-Spannung ΔVos des Operationsverstärkers A1 nicht betroffen ist, kann mit dem oben erwähnten Ablauf konfiguriert werden.Of the Switched capacitor type D / A converter with offset suppression function, due to the offset voltage ΔVos of the operational amplifier A1 is not affected can be configured with the above procedure.
(ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM)SECOND EMBODIMENT
Nachstehend wird eine zweite Ausführungsform erläutert.below becomes a second embodiment explained.
Die erste Ausführungsform enthält nur eine externe Steuerspannung Vex. Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet zwei externe Steuerspannungen, falls die oben erwähnte Referenzspannung Vr nahe des Zentrums des Ausgangsspannungsbereichs des D/A-Wandlers nach Art eines geschalteten Kondensators festgelegt wird. Indem eine der externen Steuerspannungen davon abhängend ausgewählt wird, ob die Ausgangsspannung Vo im Anfangszustand größer oder kleiner als die Referenzspannung Vr ist, kann die Summe der ersten Reset-Modusdauer und der zweiten Reset-Modusdauer oder die Gesamtdauer der Reset-Modi in jedem Fall verkürzt werden. Da die Ausgangsspannung Vo im Anfangszustand durch die Gleichung (1) dargestellt wird, kann die Ausgangsspannung Vo unter Verwendung der Gleichung (1) berechnet werden.The first embodiment contains only one external control voltage Vex. The second embodiment of the present invention provides two external control voltages, if the above-mentioned reference voltage Vr near the center of the output voltage range of the D / A converter is determined in the manner of a switched capacitor. By doing one of the external control voltages is selected depending therefrom whether the output voltage Vo in the initial state is greater or less than the reference voltage Vr is, the sum of the first reset mode duration and the second Reset mode duration or the total duration of the reset modes in each case shortened become. Since the output voltage Vo in the initial state by the equation (1), the output voltage Vo can be used of equation (1).
Die
zweite Ausführungsform
kann durch die folgende Anordnung und den folgenden Ablauf realisiert
werden. Wie in
(DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM)(THIRD EMBODIMENT)
Nachstehend wird eine dritte Ausführungsform erläutert.Below is a third embodiment form explained.
Es gibt einen Fall, wobei die benötigte Dauer für einen Ablauf, der nicht den ersten Reset-Modus, sondern den zweiten Reset-Modus als Ablauf des Standes der Technik enthält, kürzer ist als die für benötigte Dauer für einen Ablauf ist, der sowohl den ersten Reset-Modus, als auch den zweiten Reset-Modus als erste Ausführungsform für einen bestimmten Bereich der Ausgangsspannung V0 enthält. Ein solcher Bereich der Ausgangsspannung Vo wird für jede Art von Operationsverstärker bestimmt, und die Ausgangsspannung Vo im Anfangszustand wird durch die Gleichung (1) dargestellt. In dieser Ausführungsform wird daher nur der zweite Reset-Modus ausgeführt, wenn er basierend auf den digitalen Eingangsdaten festlegt wird, damit die benötigte Dauer für einen Ablauf, der nicht den ersten Reset-Modus, sondern den zweiten Reset-Modus enthält, kürzer als die benötigte Dauer für einen Ablauf ist, der sowohl den ersten Reset-Modus, als auch den zweiten Reset-Modus enthält, während sonst sowohl der erste Reset-Modus, als auch der zweite Reset-Modus durchgeführt werden. Gemäß dieser Ausführungsform kann der, für den in der ersten Ausführungsform durchgeführten, Reset-Modus benötigte Strom verringert werden, und der D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators mit Offset-Unterdrückungsfunktion kann realisiert werden, ohne dass dabei der Vorteil der ersten Ausführungsform verloren geht.It gives a case where the needed Duration for a sequence that does not have the first reset mode, but the second Reset mode as History of the prior art, is shorter than the required duration for one Sequence is that of both the first reset mode, and the second Reset mode as the first embodiment for one contains certain range of the output voltage V0. Such a field of Output voltage Vo is for every kind of operational amplifier determines, and the output voltage Vo in the initial state by the equation (1) is shown. In this embodiment, therefore, only the second reset mode executed, if it is determined based on the digital input data, so that the needed Duration for a sequence that does not have the first reset mode, but the second Contains reset mode, shorter as the needed Duration for is a process that includes both the first reset mode and the contains second reset mode, while otherwise both the first reset mode and the second reset mode carried out become. According to this embodiment can the, for in the first embodiment carried out, Reset mode required power be reduced, and the D / A converter in the manner of a switched Capacitor with offset suppression function can be realized without losing the advantage of the first embodiment goes.
Die
dritte Ausführungsform
kann durch die folgende Anordnung und den folgenden Ablauf realisiert
werden. Wie in
(VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM)FOURTH EMBODIMENT
Nachstehend wird eine vierte Ausführungsform erläutert.below becomes a fourth embodiment explained.
Bei dieser Ausführungsform handelt es sich um eine Kombination der zweiten und dritten Ausführungsform. Wenn Vo > Vr + α(α ≥ 0), wird der Ablauf sowohl in dem ersten, als auch in dem zweiten Reset-Modus ausgeführt, während Vex1 als die externe Steuerspannung ausgewählt wird. Wenn Vr + α ≥ Vo ≥ Vr – β (β ≥ 0), wird der Ablauf nur in dem zweiten Reset-Modus ausgeführt. Wenn Vo < Vr – β, wird der Ablauf sowohl in dem ersten, als auch in dem zweiten Reset-Modus ausgeführt, während Vex2 als die externe Steuerspannung ausgewählt wird. Die Werte von α und β können so eingestellt werden, dass die maximale Reset-Dauer zur kürzesten wird. Gemäß dieser Ausführungsform kann die Reset-Dauer verkürzt werden, und ein überflüssiger Stromverbrauch verringert werden.at this embodiment it is a combination of the second and third embodiments. If Vo> Vr + α (α ≥ 0), then the process in both the first and in the second reset mode executed while Vex1 is selected as the external control voltage. When Vr + α ≥ Vo ≥ Vr - β (β ≥ 0) the process is executed only in the second reset mode. If Vo <Vr - β, the process becomes in both the first and second reset modes while Vex2 as the external control voltage is selected. The values of α and β can be so be set that the maximum reset time to the shortest becomes. According to this embodiment can shorten the reset time and reduce unnecessary power consumption become.
Die
vierte Ausführungsform
kann durch die folgende Anordnung und den folgenden Ablauf realisiert
werden. Wie in
(FÜNFTE AUSFÜHRUNGSFORM)(FIFTH EMBODIMENT)
Nachstehend wird eine fünfte Ausführungsform erläutert.below becomes a fifth embodiment explained.
Diese Ausführungsform erhöht die Anstiegsgeschwindigkeit des Operationsverstärkers durch Erhöhung des Stroms, der in den Operationsverstärker fließt, wenn dieser in dem zweiten Reset-Modus für die erste bis vierte Ausführungsform arbeitet. Gemäß dieser Ausführungsform kann die Reset-Zeit mit Bezug auf den Stand der Technik verkürzt werden, weil der notwendige Pegel zur Steuerung in dem zweiten Reset-Modus kleiner als der in dem herkömmlichen Fall ist.These embodiment elevated the slew rate of the operational amplifier by increasing the Strom, which flows into the operational amplifier, if this in the second Reset mode for the first to fourth embodiments is working. According to this embodiment the reset time can be shortened with respect to the prior art, because the level needed to control in the second reset mode smaller than that in the conventional case is.
(SECHSTE AUSFÜHRUNGSFORM)(SIXTH EMBODIMENT)
Der
Bildschirmtreiber enthält
den Signalwandler
Der
Signalwandler empfängt
ein Bildsignal von außerhalb,
beispielsweise von einem PC. Der γ-Kompensator
Das
Schieberegister
Der herkömmliche D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators mit Offset-Unterdrückungsfunktion arbeitet nur in dem zweiten Reset-Modus und Ausgabemodus, aber nicht im ersten Reset-Modus. Die in dem zweiten Reset-Modus notwendige Dauer wird durch den Ausgangsbereich des D/A-Wandlers nach Art eines geschalteten Kondensators, die Größe der Referenzspannung Vr, und die Anstiegsgeschwindigkeit des Operationsverstärkers zur Verwendung in dem D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators festgelegt.Of the conventional D / A converter in the form of a switched capacitor with offset suppression function works only in the second reset mode and output mode, but not in the first reset mode. The necessary in the second reset mode Duration is determined by the output range of the D / A converter in the manner of a switched capacitor, the magnitude of the reference voltage Vr, and the slew rate of the operational amplifier for Use in the switched capacitor type D / A converter established.
Die vorliegende Erfindung ändert den internen Zustand des Operationsverstärkers in dem D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators dadurch, dass die externe Spannung in dem ersten Reset-Modus vor dem zweiten Reset-Modus bereitgestellt wird, und der Operationsverstärker danach als Spannungsfolger in dem zweiten Reset-Modus fungiert. Daher kann die Spannung, die den Operationsverstärker als Spannungsfolger steuert, mit Bezug auf den Stand der Technik verringert werden, und die notwendige Dauer für den zweiten Reset-Modus kann verkürzt werden.The the present invention changes the internal state of the operational amplifier in the D / A converter after Type of a switched capacitor in that the external voltage provided in the first reset mode before the second reset mode will, and the operational amplifier thereafter acts as a voltage follower in the second reset mode. Therefore, the voltage that controls the operational amplifier as a voltage follower, with respect to the prior art, and the necessary Duration for the second reset mode can be shortened.
Obwohl in dem ersten Reset-Modus Strom in den Operationsverstärker fließt, der sich von dem Strom beim herkömmlichen Betrieb unterscheidet, beträgt die Zeitspanne für die Dauer des ersten Reset-Modus gemäß der vorliegenden Erfindung mehrere 10 ns. Dadurch steigt der gesamte Stromverbrauch leicht an.Even though in the first reset mode, current flows into the operational amplifier, the away from the current in the conventional Operation differs, amounts the time span for the duration of the first reset mode according to the present invention several 10 ns. As a result, the total power consumption increases slightly at.
Die vorliegende Erfindung kann ausgeführt werden, indem eine Spannung von ausserhalb des Operationsverstärkers angelegt wird. Deswegen muss der Schaltkreis in dem Operationsverstärker nicht modifiziert werden.The The present invention can be carried out by applying a voltage is applied from outside the operational amplifier. That's why the circuit in the operational amplifier will not be modified.
Im Vergleich zu dem Stand der Technik handelt es sich bei einem zusätzlichen Bauteil der vorliegenden Erfindung nur um einen Schalter in der Schaltanordnung. Daher entspricht die für den D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators notwendige Schaltfläche fast dem Stand der Technik. Alle D/A-Wandler nach Art eines geschalteten Kondensators in dem LCD-Treiber können sich eine externe Steuerspannungsquelle teilen, die die Schaltfläche kaum vergrößert.in the Compared to the prior art is an additional Component of the present invention only to a switch in the switching arrangement. Therefore, the equivalent for the D / A converter in the manner of a switched capacitor necessary button almost the state of the art. All D / A converters in the manner of a switched Capacitors in the LCD driver may become an external control voltage source share the button hardly enlarged.
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